Els virus que infecten bacteris poden comunicar-se entre si per a establir estratègies de contagi

Un grup d'investigació de l'Institut de Biomedicina de València (IBV) ha realitzat un estudi que aporta noves claus sobre les bases moleculars del sistema de comunicació que utilitzen els bacteriòfags per a desplegar la seua estratègia en infectar els bacteris.

Els resultats de l'estudi, en què col·laboren investigadors de l'Imperial College de Londres, obrin la possibilitat al fet que diferents espècies de bacteriòfags puguen comunicar-se entre si. Encara que es desconeix la funció biològica d'aquesta comunicació, la troballa podria emprar-se per a activar aquests microorganismes contra bacteris patògens o resistents a antibiòtics.

Els bacteriòfags (també anomenats fagos) són els organismes més abundants de la Terra. Són virus que només infecten els bacteris amb estratègies que varien segons els seus cicles de vida: lisis o lisogènia.

En el cicle lític, després d'infectar el bacteri es multipliquen i generen múltiples còpies que s'aboquen al mitjà que cal destruir: el bacteri infectat.

En el cicle lisogènic s'integren en el genoma del bacteri sense danyar-lo i passen a formar-ne part durant generacions. En aquest estat poden rebre un senyal activador i passar al cicle lític, generant noves còpies i destruint la cèl·lula, una cosa similar als virus de l'herpes o hepatitis delta en humans.

Mecanisme anomenat arbitrium

Els fagos poden triar entre totes dues estratègies, encara que en la major part dels casos es desconeixen les raons. Recentment, es va descobrir un mecanisme anomenat arbitrium ('decisió') que utilitzen alguns fagos per a prendre aquesta decisió entre lisis o lisogenia.

"És un sistema senzill i elegant que utilitzen els fagos per a comunicar-se i avaluar la quantitat de parents que hi ha en el mitjà en relació amb els bacteris disponibles per a infectar", ha explicat Alberto Marina, investigador que dirigeix la Unitat de Cristal·lografia de Macromolècules de l'IBV-CSIC que ha realitzat l'estudi.

Una vegada infectat el bacteri, el fago produeix un missatge (una xicoteta molècula anomenada AimP), que aboca al mitjà i és sentida pel receptor que produeixen uns altres fagos en bacteris veïns, decidint entre un cicle vital o un altre.

Comunicació entre fagos

Segons la descripció inicial d'arbitrium, un fago només es comunicaria amb la seua progènie. Per a fer-ho, cada fago fa servir una molècula AimP de seqüència diferent. És a dir, cada fago parla només amb els seus parents.

No obstant això, l'equip de l'IBV-CSIC, en col·laboració amb el grup de José R. Peneadés ha caracteritzat el sistema arbitrium d'un nou fago (Katmira, que infecta el bacteri Bacillus subtilis) mitjançant difracció de raigs X. Confirma així el mecanisme molecular de la decisió entre lisis i lisogènia en fagos amb sistema arbitrium.

"La comparació de diferents sistemes ens ha permés comprendre com es llig la molècula AimP", mostrant que "la diferenciació entre missatges és feble", ha assegurat Alberto Marina. Segons afirma, això obri la porta a una regulació creuada entre fagos en la regulació de la decisió entre lisis-lisogenia.

"A més de definir les bases moleculars del sistema arbitrium, amb aquest treball posem de manifest que és possible que diferents fagos es comuniquen entre ells, la qual cosa es denomina cross-talk, i que també uns puguen controlar-ne uns altres (cross-regulation). Això suposaria un nou avanç en la comunicació dins el món microbià", ha dit.

Antibiòtics d'altíssima precisió

Encara queda per dilucidar la funció biològica d'aquesta comunicació, és a dir, si els fagos la utilitzen per a cooperar, enganyar (difonent notícies falses a l'entorn) o competir.

En el terreny de les aplicacions de l'estudi, Marina ha destacat que "els resultats obtinguts permetrien fer servir el sistema arbitrum dins del camp de la teràpia fàgica, que consisteix a emprar els fagos per a lluitar contra bacteris patogènics o multiresistents a antibiòtics respectant els bacteris comensals i beneficiosos. És a dir, utilitzar-los com a antibiòtics d'altíssima precisió".